JP2023167064A - fuel cell stack - Google Patents

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JP2023167064A JP2022077938A JP2022077938A JP2023167064A JP 2023167064 A JP2023167064 A JP 2023167064A JP 2022077938 A JP2022077938 A JP 2022077938A JP 2022077938 A JP2022077938 A JP 2022077938A JP 2023167064 A JP2023167064 A JP 2023167064A
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和則 柴田
Kazunori Shibata
仁 濱田
Hitoshi Hamada
耕太郎 池田
Kotaro Ikeda
輝 長谷川
Teru Hasegawa
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Abstract

To provide a fuel cell stack which can reduce a variation in pressure loss of a reactant gas at a reactant gas inlet/outlet part and which can also ensure good adhesiveness between a pair of separators and a resin frame.SOLUTION: There is provided a fuel cell stack including a pair of separators and a resin frame. In a region where a first separator of one of the pair of separators has a reactant gas inlet/outlet part, a reactant gas inlet/outlet part of a second separator of the other of the pair of separators is not disposed. The resin frame has a three layer structure of a pair of adhesive layers and a core layer disposed between the pair of adhesive layers. In a region where the reactant gas inlet/outlet part is disposed, the pair of separators is bonded by the pair of adhesive layers of the resin frame. The pair of separators has second ribs that are convex in an opposite direction to a first rib at root portions on both sides of the first rib serving as a passage of the reactant gas inlet/outlet part.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、燃料電池スタックに関する。 The present disclosure relates to fuel cell stacks.

燃料電池については、様々な研究がなされている。
例えば特許文献1では、シール部の反力が中間プレートのガス等の流体供給排出路に加わってもその変形を防止でき、圧損バラツキを発生させない燃料電池用セパレータが開示されている。
Various studies have been conducted regarding fuel cells.
For example, Patent Document 1 discloses a fuel cell separator that can prevent deformation even if a reaction force of a seal portion is applied to a fluid supply/discharge path of gas or the like of an intermediate plate, and does not cause pressure drop variations.

特開2010-123510号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-123510

従来技術では、燃料電池の変形による反応ガスの圧損バラツキを抑えるために、補強材として別部材を挿入する必要がある。また、剛性のある別部材を挿入した場合、燃料電池の厚みが増して、燃料電池の体格が大きくなってしまう。
3層構造の樹脂フレームによるセパレータ接着構造において、熱圧着時に反応ガス導出入部で接着剤の流れ込みにより反応ガス導出入部開口面積のバラツキが発生し、反応ガスの圧損バラツキが発生するという問題、及び、熱圧着時に接着剤の流動により接着剤層厚みが薄くなり、一対のセパレータと樹脂フレームとの十分な接着性が確保できないという問題がある。
In the prior art, it is necessary to insert a separate member as a reinforcing material in order to suppress variations in the pressure drop of the reactant gas due to deformation of the fuel cell. Furthermore, if another rigid member is inserted, the thickness of the fuel cell increases, resulting in an increase in the size of the fuel cell.
In a separator adhesive structure using a three-layer resin frame, there is a problem that during thermocompression bonding, the adhesive flows into the reactive gas inlet/outlet part, causing variations in the opening area of the reactive gas outlet/inlet part, resulting in variations in the pressure drop of the reactant gas, and There is a problem in that the thickness of the adhesive layer becomes thinner due to flow of the adhesive during thermocompression bonding, and sufficient adhesion between the pair of separators and the resin frame cannot be ensured.

本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、反応ガス導出入部での反応ガスの圧損バラツキの発生を低減し、且つ、一対のセパレータと樹脂フレームとの良好な接着性を確保することができる燃料電池スタックを提供することを主目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above-mentioned circumstances, and aims to reduce the occurrence of pressure drop variations in the reactant gas at the reactant gas lead-in/outlet portion, and to ensure good adhesion between a pair of separators and a resin frame. The main purpose is to provide a fuel cell stack that can.

本開示においては、一対のセパレータと当該一対のセパレータの間に配置される樹脂フレーム及び膜電極ガス拡散層接合体とを備えた単セルを複数積層したセル積層体を有する燃料電池スタックであって、
前記燃料電池スタックは、反応ガスマニホールドを有し、
前記一対のセパレータは前記膜電極ガス拡散層接合体側の面に反応ガス流路及び当該反応ガス流路と連通し且つ前記反応ガスマニホールドと連通する反応ガス導出入部を有し、
前記一対のセパレータの内の一方の第1セパレータが前記反応ガス導出入部を有する領域には、もう一方の第2セパレータの前記反応ガス導出入部は配置されておらず、
前記樹脂フレームは、一対の接着剤層と、当該一対の接着剤層の間に配置されるコア層の3層構造を有し、
前記反応ガス導出入部が配置される領域において、前記一対のセパレータは、前記樹脂フレームの前記一対の接着剤層により接着され、
前記一対のセパレータは、反応ガス導出入部の流路となる第1リブの両側の付け根部位に当該第1リブとは反対方向に凸状の第2リブを有する、燃料電池スタックを提供する。
In the present disclosure, there is provided a fuel cell stack having a cell stack in which a plurality of single cells are stacked, each including a pair of separators and a resin frame and a membrane electrode gas diffusion layer assembly disposed between the pair of separators. ,
The fuel cell stack has a reactant gas manifold,
The pair of separators have a reactive gas channel and a reactive gas inlet/outlet communicating with the reactive gas channel and the reactive gas manifold on the surface facing the membrane electrode gas diffusion layer assembly,
In a region where one of the first separators of the pair of separators has the reactive gas inlet/outlet, the reactive gas inlet/outlet of the other second separator is not arranged;
The resin frame has a three-layer structure including a pair of adhesive layers and a core layer disposed between the pair of adhesive layers,
In the region where the reaction gas inlet/outlet is arranged, the pair of separators are bonded by the pair of adhesive layers of the resin frame,
The pair of separators provides a fuel cell stack having second ribs protruding in a direction opposite to the first ribs at base portions on both sides of the first ribs, which serve as flow paths for the reactant gas introduction and inlet portions.

本開示の燃料電池スタックは、反応ガス導出入部での反応ガスの圧損バラツキの発生を低減し、且つ、一対のセパレータと樹脂フレームとの良好な接着性を確保することができる。 The fuel cell stack of the present disclosure can reduce the occurrence of pressure drop variations in the reactant gas at the reactant gas inlet/outlet portion, and can ensure good adhesion between the pair of separators and the resin frame.

図1は、本開示の燃料電池スタックの反応ガスマニホールド付近を平面視したときの一例を示す平面模式図である。FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of the vicinity of a reaction gas manifold of a fuel cell stack according to the present disclosure when viewed from above. 図2は、図1のA-A断面の一例を示す断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the AA cross section in FIG. 図3は、図1のA-A断面の別の一例を示す断面模式図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another example of the AA cross section in FIG.

以下、本開示による実施の形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本開示の実施に必要な事柄(例えば、本開示を特徴付けない燃料電池スタックの一般的な構成および製造プロセス)は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本開示は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
また、図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は実際の寸法関係を反映するものではない。
本明細書において数値範囲を示す「~」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
また、数値範囲における上限値と下限値は任意の組み合わせを採用できる。
Embodiments according to the present disclosure will be described below. Note that matters other than those specifically mentioned in this specification that are necessary for implementing the present disclosure (for example, the general configuration and manufacturing process of a fuel cell stack that do not characterize the present disclosure) are It can be understood as a matter of design by a person skilled in the art based on the prior art in the field. The present disclosure can be implemented based on the content disclosed in this specification and the common general knowledge in the field.
Furthermore, the dimensional relationships (length, width, thickness, etc.) in the figures do not reflect the actual dimensional relationships.
In this specification, "~" indicating a numerical range is used to include the numerical values written before and after it as the lower limit and upper limit.
Furthermore, any combination of upper and lower limits in the numerical range can be adopted.

本開示においては、一対のセパレータと当該一対のセパレータの間に配置される樹脂フレーム及び膜電極ガス拡散層接合体とを備えた単セルを複数積層したセル積層体を有する燃料電池スタックであって、
前記燃料電池スタックは、反応ガスマニホールドを有し、
前記一対のセパレータは前記膜電極ガス拡散層接合体側の面に反応ガス流路及び当該反応ガス流路と連通し且つ前記反応ガスマニホールドと連通する反応ガス導出入部を有し、
前記一対のセパレータの内の一方の第1セパレータが前記反応ガス導出入部を有する領域には、もう一方の第2セパレータの前記反応ガス導出入部は配置されておらず、
前記樹脂フレームは、一対の接着剤層と、当該一対の接着剤層の間に配置されるコア層の3層構造を有し、
前記反応ガス導出入部が配置される領域において、前記一対のセパレータは、前記樹脂フレームの前記一対の接着剤層により接着され、
前記一対のセパレータは、反応ガス導出入部の流路となる第1リブの両側の付け根部位に当該第1リブとは反対方向に凸状の第2リブを有する、燃料電池スタックを提供する。
In the present disclosure, there is provided a fuel cell stack having a cell stack in which a plurality of single cells are stacked, each including a pair of separators and a resin frame and a membrane electrode gas diffusion layer assembly disposed between the pair of separators. ,
The fuel cell stack has a reactant gas manifold,
The pair of separators have a reactive gas channel and a reactive gas inlet/outlet communicating with the reactive gas channel and the reactive gas manifold on the surface facing the membrane electrode gas diffusion layer assembly,
In a region where one of the first separators of the pair of separators has the reactive gas inlet/outlet, the reactive gas inlet/outlet of the other second separator is not arranged;
The resin frame has a three-layer structure including a pair of adhesive layers and a core layer disposed between the pair of adhesive layers,
In the region where the reaction gas inlet/outlet is arranged, the pair of separators are bonded by the pair of adhesive layers of the resin frame,
The pair of separators provides a fuel cell stack having second ribs protruding in a direction opposite to the first ribs at base portions on both sides of the first ribs, which serve as flow paths for the reactant gas introduction and inlet portions.

本開示においては、反応ガス導出入部(くし歯部位)において、樹脂フレームの一対の接着剤層の接着剤が反応ガス流路(溝)部分に流れ込まず、接着側が均一な面となり、適正な厚みの接着層を確保できる形状とする。具体的には、反応ガス導出入部の流路となる第1リブの付け根部位に当該第1リブとは反対方向に凸状の第2リブを設け、一対のセパレータと樹脂フレームとの熱圧着時に反応ガス導出入部への接着剤の流れ込みを抑える。これにより、反応ガス導出入部での反応ガスの圧損バラツキの発生を低減し、且つ、一対のセパレータと樹脂フレームとの良好な接着性を確保することができる。
また、本開示によれば、一対のセパレータと樹脂フレームとの熱圧着時に接着剤の流動性を低減することができるため、燃料電池スタックの生産性を向上させることができる。
In the present disclosure, the adhesive of the pair of adhesive layers of the resin frame does not flow into the reactive gas flow path (groove) portion at the reactive gas inlet/outlet portion (comb tooth portion), and the adhesive side becomes a uniform surface, resulting in an appropriate thickness. The shape should be such that it can secure an adhesive layer. Specifically, a second rib that is convex in the opposite direction to the first rib is provided at the base of the first rib that serves as a flow path for the reaction gas introduction and inlet part, and when the pair of separators and the resin frame are bonded by thermocompression, Prevents adhesive from flowing into the reaction gas inlet/outlet. Thereby, it is possible to reduce the occurrence of variations in pressure drop of the reaction gas at the reaction gas lead-in/outlet portion, and to ensure good adhesion between the pair of separators and the resin frame.
Further, according to the present disclosure, it is possible to reduce the fluidity of the adhesive during thermocompression bonding between the pair of separators and the resin frame, so it is possible to improve the productivity of the fuel cell stack.

本開示においては、燃料ガス、及び、酸化剤ガスをまとめて反応ガスと称する。アノードに供給される反応ガスは、燃料ガスであり、カソードに供給される反応ガスは酸化剤ガスである。燃料ガスは、主に水素を含有するガスであり、水素であってもよい。酸化剤ガスは、酸素を含有するガスであり、酸素、空気、及び、乾燥空気等であってもよい。 In this disclosure, the fuel gas and the oxidant gas are collectively referred to as a reaction gas. The reactive gas supplied to the anode is a fuel gas, and the reactive gas supplied to the cathode is an oxidant gas. The fuel gas is a gas mainly containing hydrogen, and may be hydrogen. The oxidant gas is a gas containing oxygen, and may be oxygen, air, dry air, or the like.

本開示の燃料電池スタックは、一対のセパレータと当該一対のセパレータの間に配置される樹脂フレーム及び膜電極ガス拡散層接合体とを備えた単セルを複数積層したセル積層体を有する。
本開示においては、単セル、及び、単セルを積層した燃料電池スタックのいずれも、燃料電池と呼ぶ場合がある。
The fuel cell stack of the present disclosure has a cell stack in which a plurality of single cells are stacked, each including a pair of separators, a resin frame and a membrane electrode gas diffusion layer assembly disposed between the pair of separators.
In this disclosure, both a single cell and a fuel cell stack in which single cells are stacked may be referred to as a fuel cell.

セル積層体は、単セルを複数個積層した積層体である。
セル積層体における単セルの積層数は特に限定されず、2~数百個であってもよい。
The cell laminate is a laminate in which a plurality of single cells are stacked.
The number of stacked single cells in the cell stack is not particularly limited, and may be from 2 to several hundreds.

燃料電池の単セルは、膜電極ガス拡散層接合体(MEGA)を備える。
膜電極ガス拡散層接合体は、アノード側ガス拡散層及び、アノード触媒層及び、電解質膜及び、カソード触媒層及び、カソード側ガス拡散層をこの順に有する。
A single fuel cell cell includes a membrane electrode gas diffusion layer assembly (MEGA).
The membrane electrode gas diffusion layer assembly includes an anode gas diffusion layer, an anode catalyst layer, an electrolyte membrane, a cathode catalyst layer, and a cathode gas diffusion layer in this order.

カソード(酸化剤極)は、カソード触媒層及びカソード側ガス拡散層を含む。
アノード(燃料極)は、アノード触媒層及びアノード側ガス拡散層を含む。
カソード触媒層及びアノード触媒層をまとめて触媒層と称する。
触媒層は、例えば、電気化学反応を促進する触媒金属、プロトン伝導性を有する電解質、及び、電子伝導性を有する担体等を備えていてもよい。
触媒金属としては、例えば、白金(Pt)、及び、Ptと他の金属とから成る合金(例えばコバルト、及び、ニッケル等を混合したPt合金)等を用いることができる。
電解質としては、フッ素系樹脂等であってもよい。フッ素系樹脂としては、例えば、ナフィオン溶液等を用いてもよい。
上記触媒金属は担体上に担持されており、各触媒層では、触媒金属を担持した担体(触媒担持担体)と電解質とが混在していてもよい。
触媒金属を担持するための担体は、例えば、一般に市販されているカーボンなどの炭素材料等が挙げられる。
The cathode (oxidant electrode) includes a cathode catalyst layer and a cathode side gas diffusion layer.
The anode (fuel electrode) includes an anode catalyst layer and an anode side gas diffusion layer.
The cathode catalyst layer and the anode catalyst layer are collectively referred to as a catalyst layer.
The catalyst layer may include, for example, a catalyst metal that promotes an electrochemical reaction, an electrolyte that has proton conductivity, a carrier that has electron conductivity, and the like.
As the catalyst metal, for example, platinum (Pt) and an alloy of Pt and another metal (for example, a Pt alloy mixed with cobalt, nickel, etc.) can be used.
The electrolyte may be a fluororesin or the like. As the fluororesin, for example, Nafion solution or the like may be used.
The catalyst metal is supported on a carrier, and in each catalyst layer, the carrier supporting the catalyst metal (catalyst-supporting carrier) and the electrolyte may coexist.
Examples of the carrier for supporting the catalytic metal include carbon materials such as carbon that are generally commercially available.

カソード側ガス拡散層及びアノード側ガス拡散層をまとめてガス拡散層と称する。
ガス拡散層は、ガス透過性を有する導電性部材等であってもよい。
導電性部材としては、例えば、カーボンクロス、及びカーボンペーパー等のカーボン多孔質体、並びに、金属メッシュ、及び、発泡金属などの金属多孔質体等が挙げられる。
The cathode side gas diffusion layer and the anode side gas diffusion layer are collectively referred to as a gas diffusion layer.
The gas diffusion layer may be a conductive member or the like having gas permeability.
Examples of the conductive member include carbon porous bodies such as carbon cloth and carbon paper, and metal porous bodies such as metal mesh and foamed metal.

電解質膜は、固体高分子電解質膜であってもよい。固体高分子電解質膜としては、例えば、水分が含まれたパーフルオロスルホン酸の薄膜等のフッ素系電解質膜、及び、炭化水素系電解質膜等が挙げられる。電解質膜としては、例えば、ナフィオン膜(デュポン社製)等であってもよい。 The electrolyte membrane may be a solid polymer electrolyte membrane. Examples of solid polymer electrolyte membranes include fluorine-based electrolyte membranes such as perfluorosulfonic acid thin films containing water, hydrocarbon-based electrolyte membranes, and the like. The electrolyte membrane may be, for example, a Nafion membrane (manufactured by DuPont).

単セルは樹脂フレームを備える。
樹脂フレームは、一対の接着剤層と、当該一対の接着剤層の間に配置されるコア層の3層構造を有する。
樹脂フレームは、膜電極ガス拡散層接合体の外周に配置され、且つ、カソードセパレータとアノードセパレータとの間に配置される。
樹脂フレームは、骨格部と、開口部と、孔を有していてもよい。
骨格部は、膜電極ガス拡散層接合体と接続する樹脂フレームの主要部分である。
開口部は、膜電極ガス拡散層接合体の保持領域であり、膜電極ガス拡散層接合体を収納するために骨格部の一部を貫通する領域である。開口部は、樹脂フレームにおいて、膜電極ガス拡散層接合体の周囲(外周部)に骨格部が配置される位置に配置されていればよく、樹脂フレームの中央に有していてもよい。
樹脂フレームの孔は、反応ガス、及び、冷媒等の流体を単セルの積層方向に流通させる。樹脂フレームの孔は、セパレータの孔と連通するように位置合わせされて配置されていてもよい。
コア層は、枠状であってもよく、コア層の両面に設けられた二つの接着剤層、すなわち、第1接着剤層と第2接着剤層もコア層と同様の枠状であってもよい。すなわち、第1接着剤層及び第2接着剤層は、コア層と同様に、コア層の両面に枠状に設けられていてもよい。
The single cell includes a resin frame.
The resin frame has a three-layer structure including a pair of adhesive layers and a core layer disposed between the pair of adhesive layers.
The resin frame is arranged around the outer periphery of the membrane electrode gas diffusion layer assembly and between the cathode separator and the anode separator.
The resin frame may have a skeleton, an opening, and a hole.
The skeleton part is the main part of the resin frame connected to the membrane electrode gas diffusion layer assembly.
The opening is a holding area for the membrane electrode gas diffusion layer assembly, and is an area that penetrates a part of the skeleton to accommodate the membrane electrode gas diffusion layer assembly. The opening may be located in the resin frame at a position where the skeleton is located around the membrane electrode gas diffusion layer assembly (outer periphery), or may be located in the center of the resin frame.
The holes in the resin frame allow a fluid such as a reaction gas and a refrigerant to flow in the stacking direction of the unit cells. The holes in the resin frame may be aligned and arranged so as to communicate with the holes in the separator.
The core layer may have a frame shape, and the two adhesive layers provided on both sides of the core layer, that is, the first adhesive layer and the second adhesive layer, may also have a frame shape similar to the core layer. Good too. That is, the first adhesive layer and the second adhesive layer may be provided in a frame shape on both sides of the core layer, similarly to the core layer.

コア層は、ガスシール性、絶縁性を有する構造部材であればよく、燃料電池の製造工程での熱圧着時の温度条件下でも構造が変化しない材料により形成されていてもよい。具体的には、コア層の材料は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、PC(ポリカーボネート)、PPS(ポリフェニレンスルファイド)、PET(ポリエチレンテレフタラート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PA(ポリアミド)、PI(ポリイミド)、PS(ポリスチレン)、PPE(ポリフェニレンエーテル)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、シクロオレフィン、PES(ポリエーテルサルホン)、PPSU(ポリフェニルスルホン)、LCP(液晶ポリマー)、エポキシ樹脂等の樹脂等であってもよい。コア層の材料は、EPDM(エチレンプロピレンジエンゴム)、フッ素系ゴム、シリコン系ゴム等のゴム材であってもよい。
コア層の厚さは、絶縁性を担保する観点から、5μm以上であってもよく、30μm以上であってもよく、セル厚さを低減する観点から、100μm以下であってもよく、90μm以下であってもよい。
The core layer may be a structural member having gas sealing properties and insulating properties, and may be formed of a material whose structure does not change even under the temperature conditions during thermocompression bonding in the fuel cell manufacturing process. Specifically, the material of the core layer is, for example, polyethylene, polypropylene, PC (polycarbonate), PPS (polyphenylene sulfide), PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), PA (polyamide), PI ( polyimide), PS (polystyrene), PPE (polyphenylene ether), PEEK (polyether ether ketone), cycloolefin, PES (polyether sulfone), PPSU (polyphenylsulfone), LCP (liquid crystal polymer), epoxy resin, etc. It may also be made of resin or the like. The material of the core layer may be a rubber material such as EPDM (ethylene propylene diene rubber), fluorine rubber, silicone rubber, or the like.
The thickness of the core layer may be 5 μm or more, 30 μm or more from the viewpoint of ensuring insulation, and may be 100 μm or less, 90 μm or less from the viewpoint of reducing the cell thickness. It may be.

第1接着剤層及び第2接着剤層は、コア層とアノードセパレータ及びカソードセパレータとを接着してシール性を確保するために、他の物質との接着性が高く、熱圧着時の温度条件下で軟化し、コア層よりも粘度及び融点が低い性質を有していてもよい。具体的には、第1接着剤層及び第2接着剤層は、ポリエステル系及び変性オレフィン系等の熱可塑性樹脂であってもよく、変性エポキシ樹脂である熱硬化性樹脂であってもよい。
第1接着剤層を構成する樹脂と第2接着剤層を構成する樹脂とは、同種の樹脂であってもよく、異なる種類の樹脂であってもよい。コア層の両面に接着剤層を設けることで、樹脂フレームと2つのセパレータとの間の加熱プレスによる接着が容易になる。
第1接着剤層及び第2接着剤層のそれぞれの接着剤層の厚さは、接着性を担保する観点から、5μm以上であってもよく、30μm以上であってもよく、セル厚さを低減する観点から、100μm以下であってもよく、40μm以下であってもよい。
The first adhesive layer and the second adhesive layer have high adhesiveness with other substances and are used under the temperature conditions during thermocompression bonding in order to adhere the core layer and the anode separator and cathode separator to ensure sealing performance. The core layer may have a lower viscosity and melting point than the core layer. Specifically, the first adhesive layer and the second adhesive layer may be made of thermoplastic resin such as polyester or modified olefin, or may be made of thermosetting resin such as modified epoxy resin.
The resin constituting the first adhesive layer and the resin constituting the second adhesive layer may be the same type of resin or may be different types of resin. Providing adhesive layers on both sides of the core layer facilitates adhesion between the resin frame and the two separators by hot pressing.
The thickness of each of the first adhesive layer and the second adhesive layer may be 5 μm or more, or 30 μm or more, from the viewpoint of ensuring adhesiveness, and the thickness of the cell thickness may be 5 μm or more, or 30 μm or more. From the viewpoint of reduction, it may be 100 μm or less, or may be 40 μm or less.

樹脂フレームにおいて、第1接着剤層及び第2接着剤層は、それぞれアノードセパレータ及びカソードセパレータと接着する部分にのみに設けられていてもよい。コア層の一方の面に設けられた第1接着剤層は、カソードセパレータと接着していてもよい。コア層の他方の面に設けられた第2接着剤層は、アノードセパレータと接着していてもよい。そして、樹脂フレームは、一対のセパレータにより挟持されてもよい。 In the resin frame, the first adhesive layer and the second adhesive layer may be provided only in the portions that adhere to the anode separator and the cathode separator, respectively. The first adhesive layer provided on one surface of the core layer may adhere to the cathode separator. The second adhesive layer provided on the other surface of the core layer may adhere to the anode separator. The resin frame may be sandwiched between a pair of separators.

単セルは、樹脂フレーム及び膜電極ガス拡散層接合体を挟持する一対のセパレータを備える。一対のセパレータは、一方がアノードセパレータであり、もう一方がカソードセパレータである。本開示では、アノードセパレータとカソードセパレータとをまとめてセパレータという。
セパレータは、反応ガス及び冷媒等の流体を単セルの積層方向に流通させるための供給孔及び排出孔等の孔を有していてもよい。冷媒としては、低温時の凍結を防止するために例えばエチレングリコールと水との混合溶液を用いることができる。
供給孔は、燃料ガス供給孔、酸化剤ガス供給孔、及び、冷媒供給孔等が挙げられる。
排出孔は、燃料ガス排出孔、酸化剤ガス排出孔、及び、冷媒排出孔等が挙げられる。
セパレータは、ガス拡散層に接する面に反応ガス流路を有していてもよい。また、セパレータは、ガス拡散層に接する面とは反対側の面に燃料電池の温度を一定に保つための冷媒流路を有していてもよい。
セパレータは、反応ガス流路、冷媒流路等の流路を構成するリブを有していてもよい。
セパレータは、少なくとも冷媒流路側の面に供給孔及び排出孔等の孔を囲いシールシートのシールラインと位置合わせされたリブ(以下、シールラインリブと称する場合がある)を有していてもよい。シールラインリブは、平面視したときに、供給孔及び排出孔等の孔を囲うように配置されていてもよく、これらの複数の孔を全て囲うようにセパレータの外周縁部に沿って配置されていてもよい。また、シールラインリブは、シールシートのシールラインと位置合わせされて配置されていてもよい。
アノードセパレータは、アノード側ガス拡散層に接する面に燃料ガス流路を有していてもよい。また、アノードセパレータは、アノード側ガス拡散層に接する面とは反対側の面に燃料電池の温度を一定に保つための冷媒流路を有していてもよい。
カソードセパレータは、カソード側ガス拡散層に接する面に酸化剤ガス流路を有していてもよい。また、カソードセパレータは、カソード側ガス拡散層に接する面とは反対側の面に燃料電池の温度を一定に保つための冷媒流路を有していてもよい。
セパレータは、ガス不透過の導電性部材等であってもよい。導電性部材としては、例えば、熱硬化樹脂、熱可塑樹脂、及び、樹脂繊維等の樹脂材、カーボン粉末、及び、カーボン繊維等のカーボン材を圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン、及び、プレス成形した金属(例えば、鉄、アルミニウム、及び、ステンレス等)板等であってもよい。また、セパレータが集電機能を備えるものであってもよい。
セパレータの形状は、長方形、横長6角形、横長8角形、円形、及び、長丸形状等であってもよい。
The single cell includes a resin frame and a pair of separators that sandwich the membrane electrode gas diffusion layer assembly. One of the pair of separators is an anode separator and the other is a cathode separator. In this disclosure, an anode separator and a cathode separator are collectively referred to as separators.
The separator may have holes such as supply holes and discharge holes for allowing fluids such as reaction gas and refrigerant to flow in the stacking direction of the unit cells. As the refrigerant, for example, a mixed solution of ethylene glycol and water can be used to prevent freezing at low temperatures.
Examples of the supply hole include a fuel gas supply hole, an oxidant gas supply hole, a refrigerant supply hole, and the like.
Examples of the exhaust hole include a fuel gas exhaust hole, an oxidant gas exhaust hole, and a refrigerant exhaust hole.
The separator may have a reactive gas flow path on the surface in contact with the gas diffusion layer. Further, the separator may have a coolant flow path for keeping the temperature of the fuel cell constant on the surface opposite to the surface in contact with the gas diffusion layer.
The separator may have ribs forming channels such as a reaction gas channel and a coolant channel.
The separator may have ribs (hereinafter sometimes referred to as seal line ribs) that surround holes such as the supply hole and the discharge hole and are aligned with the seal line of the seal sheet on at least the surface on the refrigerant flow path side. The seal line rib may be arranged so as to surround holes such as the supply hole and the discharge hole when viewed from above, and may be arranged along the outer peripheral edge of the separator so as to surround all of these holes. It's okay. Moreover, the seal line rib may be arranged in alignment with the seal line of the seal sheet.
The anode separator may have a fuel gas flow path on the surface in contact with the anode side gas diffusion layer. Further, the anode separator may have a coolant flow path for keeping the temperature of the fuel cell constant on the surface opposite to the surface in contact with the anode side gas diffusion layer.
The cathode separator may have an oxidant gas flow path on the surface that contacts the cathode side gas diffusion layer. Further, the cathode separator may have a coolant flow path for keeping the temperature of the fuel cell constant on the surface opposite to the surface in contact with the cathode side gas diffusion layer.
The separator may be a gas-impermeable conductive member or the like. Examples of the conductive member include thermosetting resins, thermoplastic resins, resin materials such as resin fibers, carbon powder, and dense carbon made gas impermeable by compressing carbon materials such as carbon fibers. , a press-formed metal (for example, iron, aluminum, stainless steel, etc.) plate, etc. may be used. Further, the separator may have a current collecting function.
The shape of the separator may be a rectangle, a horizontally long hexagon, a horizontally long octagon, a circle, an oblong shape, or the like.

一対のセパレータは膜電極ガス拡散層接合体側の面に反応ガス流路及び当該反応ガス流路と連通し且つ反応ガスマニホールドと連通する反応ガス導出入部を有する。
反応ガス導出入部の流路の本数は、特に限定されず、反応ガス流路の本数と同じであってもよい。
反応ガス導出入部は、平面視において反応ガスマニホールドを囲うように配置されるセパレータのシールラインリブを、反応ガス流路(及びガス分配部)と反応ガスマニホールドが連通するように、セパレータの面方向に貫通することにより設けられていてもよい。
反応ガス導出入部は、反応ガス流路が酸化剤ガス流路の場合は、酸化剤ガスマニホールドと連通する酸化剤ガス導出入部であり、反応ガス流路が燃料ガス流路の場合は、燃料ガスマニホールドと連通する燃料ガス導出入部である。反応ガス導出入部は、反応ガスマニホールドが反応ガス供給マニホールドの場合は、反応ガス導入部であり、反応ガスマニホールドが反応ガス排出マニホールドの場合は、反応ガス導出部である。
The pair of separators have a reactive gas channel and a reactive gas inlet/outlet communicating with the reactive gas channel and the reactive gas manifold on the surface facing the membrane electrode gas diffusion layer assembly.
The number of channels in the reactive gas inlet/outlet section is not particularly limited, and may be the same as the number of reactive gas channels.
The reaction gas inlet/outlet section connects the seal line rib of the separator, which is arranged to surround the reaction gas manifold in plan view, in the surface direction of the separator so that the reaction gas flow path (and gas distribution section) and the reaction gas manifold communicate with each other. It may be provided by penetrating it.
When the reaction gas flow path is an oxidant gas flow path, the reaction gas lead-in/out portion is an oxidant gas lead-in/out portion that communicates with the oxidant gas manifold, and when the reaction gas flow path is a fuel gas flow path, it is an oxidant gas lead-in/out portion that communicates with the oxidant gas manifold. This is a fuel gas inlet/outlet communicating with the manifold. The reactive gas lead-in/out part is a reactive gas introduction part when the reactive gas manifold is a reactive gas supply manifold, and is a reactive gas outlet part when the reactive gas manifold is a reactive gas discharge manifold.

反応ガス導出入部は、平面視において反応ガスマニホールド近傍且つ当該反応ガスマニホールドの膜電極ガス拡散層接合体側の領域の所定の領域に配置されていてもよい。
なお、反応ガス導出入部は、反応ガスマニホールドの膜電極ガス拡散層接合体側の領域においては、平面視においてシールラインを横断するように、シールラインリブ構造内のセパレータのシールラインリブの反応ガスマニホールド側の側面と膜電極ガス拡散層接合体側の側面の両方をセパレータの面方向に貫通して、反応ガスマニホールドと反応ガス流路が連通するように配置されていてもよい。
反応ガスマニホールドは、膜電極ガス拡散層接合体側の領域と、膜電極ガス拡散層接合体側の領域と対向する側の領域を有していてもよい。膜電極ガス拡散層接合体側の領域と対向する側の領域とは、単セルの面方向の外側の領域であってもよい。
膜電極ガス拡散層接合体側の領域の所定の領域は、膜電極ガス拡散層接合体側の領域の少なくとも一部の領域であればよい。
The reactive gas lead-in/out part may be arranged in a predetermined region near the reactive gas manifold and on the membrane electrode gas diffusion layer assembly side of the reactive gas manifold in plan view.
In addition, in the region of the reaction gas manifold on the membrane electrode gas diffusion layer assembly side, the reaction gas lead-in/out section is connected to the reaction gas manifold side of the seal line rib of the separator in the seal line rib structure so as to cross the seal line in plan view. The reaction gas manifold and the reaction gas flow path may be arranged so as to penetrate both the side surface and the side surface on the side of the membrane electrode gas diffusion layer assembly in the surface direction of the separator to communicate with the reaction gas manifold.
The reaction gas manifold may have a region on the membrane electrode gas diffusion layer assembly side and a region on the side opposite to the region on the membrane electrode gas diffusion layer assembly side. The region on the side opposite to the region on the side of the membrane electrode gas diffusion layer assembly may be a region outside the unit cell in the plane direction.
The predetermined region of the region on the membrane electrode gas diffusion layer assembly side may be at least a part of the region on the membrane electrode gas diffusion layer assembly side.

セパレータは、反応ガス流路及び反応ガス導出入部と連通するガス分配部を有していてもよい。ガス分配部は、平面方向において、反応ガス導出入部の反応ガスマニホールドとは反対側の領域に隣接して配置され、反応ガスマニホールドから発電領域へガス流れを広げるか又は発電領域から反応ガスマニホールドへガス流れを収束させる部分である。ガス分配部は、反応ガスの入り口側ではガス流れを広げる構造を有する。ガス分配部は、反応ガスの出口側では、ガス流れを収束させる構造を有する。発電領域は、膜電極ガス拡散層接合体が配置されている領域である。 The separator may have a gas distribution section that communicates with the reaction gas flow path and the reaction gas introduction/output section. The gas distribution section is disposed adjacent to the region of the reaction gas inlet/output section on the opposite side of the reaction gas manifold in the planar direction, and extends the gas flow from the reaction gas manifold to the power generation region or from the power generation region to the reaction gas manifold. This is the part that converges the gas flow. The gas distribution section has a structure that widens the gas flow on the inlet side of the reaction gas. The gas distribution section has a structure that converges the gas flow on the exit side of the reaction gas. The power generation area is an area where the membrane electrode gas diffusion layer assembly is arranged.

燃料電池スタックは、各供給孔が連通した供給マニホールド、及び、各排出孔が連通した排出マニホールド等の各孔が連通したマニホールドを有していてもよい。
供給マニホールドは、燃料ガス供給マニホールド、酸化剤ガス供給マニホールド、及び、冷媒供給マニホールド等が挙げられる。
排出マニホールドは、燃料ガス排出マニホールド、酸化剤ガス排出マニホールド、及び、冷媒排出マニホールド等が挙げられる。
本開示においては、燃料ガス供給マニホールド、及び、酸化剤ガス供給マニホールドをまとめて反応ガス供給マニホールドという。
本開示においては、燃料ガス排出マニホールド、及び、酸化剤ガス排出マニホールドをまとめて反応ガス排出マニホールドという。
本開示においては、燃料ガス供給マニホールド、及び、燃料ガス排出マニホールドをまとめて燃料ガスマニホールドという。
本開示においては、酸化剤ガス供給マニホールド、及び、酸化剤ガス排出マニホールドをまとめて酸化剤ガスマニホールドという。
本開示においては、燃料ガスマニホールド、及び、酸化剤ガスマニホールドをまとめて反応ガスマニホールドという。
本開示においては、冷媒供給マニホールド、及び、冷媒排出マニホールドをまとめて冷媒マニホールドという。
燃料電池スタックは、少なくとも反応ガスマニホールドを有し、通常さらに冷媒マニホールドを有する。
The fuel cell stack may have a manifold in which each hole communicates, such as a supply manifold with which each supply hole communicates, and an exhaust manifold with which each discharge hole communicates.
Examples of the supply manifold include a fuel gas supply manifold, an oxidant gas supply manifold, and a refrigerant supply manifold.
Examples of the exhaust manifold include a fuel gas exhaust manifold, an oxidant gas exhaust manifold, and a refrigerant exhaust manifold.
In the present disclosure, the fuel gas supply manifold and the oxidant gas supply manifold are collectively referred to as the reaction gas supply manifold.
In the present disclosure, the fuel gas exhaust manifold and the oxidant gas exhaust manifold are collectively referred to as the reaction gas exhaust manifold.
In this disclosure, the fuel gas supply manifold and the fuel gas discharge manifold are collectively referred to as the fuel gas manifold.
In the present disclosure, the oxidant gas supply manifold and the oxidant gas discharge manifold are collectively referred to as the oxidant gas manifold.
In the present disclosure, the fuel gas manifold and the oxidant gas manifold are collectively referred to as the reaction gas manifold.
In this disclosure, a refrigerant supply manifold and a refrigerant discharge manifold are collectively referred to as a refrigerant manifold.
A fuel cell stack has at least a reactant gas manifold and typically also has a coolant manifold.

燃料電池スタックは、隣り合う単セル間にシールシートを有していてもよい。
シールシートは、隣り合う単セル間に配置され、隣り合う単セルのシール部材として用いられる。
シールシートは、ポリエステル系及び変性オレフィン系等の熱可塑性樹脂であってもよく、変性エポキシ樹脂である熱硬化性樹脂であってもよい。
シールシートの形状は、枠状であってもよい。シールシートのシールラインとなる枠は、セパレータのシールラインリブと位置合わせされていてもよい。シールシートは、セパレータの孔を除くセパレータの一面全体を覆う形状であってもよい。すなわち、シールシートは、セパレータの孔を除くセパレータの一面全体を覆っていてもよい。
シールシートのシールラインとなる枠の幅は、セパレータのシールラインリブの幅と同じであってもよく、セパレータのシールラインリブの幅よりも大きくてもよい。
シールシートは、平面視において反応ガスマニホールドを囲いシールし、且つ、平面視において一対のセパレータの内の一方のセパレータの反応ガス導出入部を横断し、且つ、セパレータのシールラインリブ上に配置されるシールラインを有していてもよい。
ここでいう反応ガスマニホールドは、燃料ガスマニホールドであってもよく、酸化剤ガスマニホールドであってもよく、両方のマニホールドであってもよい。ここでいう燃料ガスマニホールドは、燃料ガス供給マニホールドであってもよく、燃料ガス排出マニホールドであってもよく、両方のマニホールドであってもよい。ここでいう酸化剤ガスマニホールドは、酸化剤ガス供給マニホールドであってもよく、酸化剤ガス排出マニホールドであってもよく、両方のマニホールドであってもよい。
The fuel cell stack may have a seal sheet between adjacent single cells.
The seal sheet is placed between adjacent single cells and is used as a sealing member for the adjacent single cells.
The seal sheet may be made of thermoplastic resin such as polyester-based or modified olefin-based resin, or may be made of thermosetting resin such as modified epoxy resin.
The seal sheet may have a frame shape. The frame serving as the seal line of the seal sheet may be aligned with the seal line rib of the separator. The seal sheet may have a shape that covers the entire surface of the separator except for the holes in the separator. That is, the seal sheet may cover the entire surface of the separator except for the holes in the separator.
The width of the frame serving as the seal line of the seal sheet may be the same as the width of the seal line rib of the separator, or may be larger than the width of the seal line rib of the separator.
The seal sheet is a seal that surrounds and seals the reactive gas manifold in plan view, crosses the reactive gas inlet/outlet of one of the pair of separators in plan view, and is disposed on the seal line rib of the separator. It may have a line.
The reactive gas manifold here may be a fuel gas manifold, an oxidant gas manifold, or both manifolds. The fuel gas manifold here may be a fuel gas supply manifold, a fuel gas discharge manifold, or both manifolds. The oxidant gas manifold here may be an oxidant gas supply manifold, an oxidant gas discharge manifold, or both manifolds.

一対のセパレータの内の一方の第1セパレータが反応ガス導出入部を有する領域には、もう一方の第2セパレータの反応ガス導出入部は配置されていない。
反応ガス導出入部が配置される領域において、一対のセパレータは、樹脂フレームの一対の接着剤層により接着されている。
In a region where one of the pair of separators, the first separator, has a reactive gas inlet/outlet, the reactive gas inlet/outlet of the other second separator is not arranged.
The pair of separators are bonded to each other by a pair of adhesive layers of the resin frame in a region where the reactive gas inlet/outlet portion is arranged.

本開示の第1実施形態においては、一対のセパレータは、反応ガス導出入部の流路となる第1リブの両側の付け根部位に当該第1リブとは反対方向に凸状の第2リブを有する。
第2リブの高さは、第1リブの高さ未満であってもよい。
第2リブを設けることにより、一対のセパレータと樹脂フレームとの熱圧着時に反応ガス導出入部への接着剤の流れ込みを抑えることができる。
In the first embodiment of the present disclosure, the pair of separators have second ribs that are convex in the opposite direction to the first ribs at the root portions on both sides of the first ribs, which serve as flow paths for the reaction gas introduction and inlet portions. .
The height of the second rib may be less than the height of the first rib.
By providing the second rib, it is possible to suppress the adhesive from flowing into the reaction gas inlet/outlet portion during thermocompression bonding between the pair of separators and the resin frame.

本開示の第2実施形態においては、第1セパレータが反応ガス導出入部を有する領域において、第2セパレータは、第1セパレータの反応ガス導出入部の第1リブと対向しない領域に、第1リブと同じ方向に凸状の第3リブを有していてもよい。
第3リブの高さは、第1リブの高さ未満であってもよい。
本開示においては、樹脂フレームを挟んで反応ガス導出入部を有する第1セパレータと対向する第2セパレータにおいて、反応ガス導出入部を有する第1セパレータの第1リブと対向しない領域に第1リブと同じ方向に凸状の第3リブを設けることで、一対のセパレータと樹脂フレームとの熱圧着時に接着剤層の押しつぶしによる接着剤の外部への流れ出しを抑制することができ、接着剤層厚みを確保できる。ここでいう外部とは、一対のセパレータと樹脂フレームとの接着面となる領域の外部を意味する。
In the second embodiment of the present disclosure, in the region where the first separator has the reactive gas inlet/outlet, the second separator has the first rib in the region of the first separator that does not face the first rib of the reactive gas inlet/outlet. It may have a third rib that is convex in the same direction.
The height of the third rib may be less than the height of the first rib.
In the present disclosure, in the second separator facing the first separator having the reactive gas lead-in/outlet part with the resin frame in between, the same rib as the first rib is provided in a region not facing the first rib of the first separator having the reactive gas lead-in/out part. By providing a third rib that is convex in the direction, it is possible to prevent the adhesive from flowing out due to crushing of the adhesive layer during thermo-compression bonding between the pair of separators and the resin frame, and to ensure the thickness of the adhesive layer. can. The outside here means the outside of the area that becomes the bonding surface between the pair of separators and the resin frame.

本開示の第3実施形態においては、第1セパレータが反応ガス導出入部を有する領域において、第2セパレータは、第1セパレータの反応ガス導出入部の第1リブ及び第2リブと対向しない領域に、第1リブと同じ方向に凸状の第3リブを有していてもよい。 In the third embodiment of the present disclosure, in the region where the first separator has the reactive gas inlet/outlet, the second separator has a region that does not face the first rib and the second rib of the reactive gas inlet/outlet of the first separator, It may have a third rib that is convex in the same direction as the first rib.

本開示の第4実施形態においては、第1セパレータが反応ガス導出入部を有する領域において、第2セパレータは、平面視において第1セパレータの反応ガス導出入部の流路方向と交差する方向に、第1リブと同じ方向に凸状の第3リブを有していてもよい。
第3リブによる接着剤層厚みの確保は、平面視において第3リブを第1セパレータの反応ガス導出入部の流路と交差させて配置した場合でも有効である。
In the fourth embodiment of the present disclosure, in the region where the first separator has the reactive gas inlet/outlet part, the second separator has a second separator with a second It may have a third rib that is convex in the same direction as the first rib.
Ensuring the thickness of the adhesive layer by the third rib is effective even when the third rib is arranged to intersect with the flow path of the reaction gas inlet/outlet portion of the first separator in plan view.

図1は、本開示の燃料電池スタックの反応ガスマニホールド付近を平面視したときの一例を示す平面模式図である。
図1で示すように第1セパレータ20は反応ガス導出入部21を有する。
反応ガスマニホールド10は、燃料ガスマニホールドであってもよく、酸化剤ガスマニホールドであってもよい。
本開示の燃料電池スタックは、平面視において反応ガスマニホールド10を囲いシールするシールシートのシールライン11を有していてもよい。
FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of the vicinity of a reaction gas manifold of a fuel cell stack according to the present disclosure when viewed from above.
As shown in FIG. 1, the first separator 20 has a reaction gas inlet/outlet part 21. As shown in FIG.
The reaction gas manifold 10 may be a fuel gas manifold or an oxidant gas manifold.
The fuel cell stack of the present disclosure may have a seal line 11 of a seal sheet that surrounds and seals the reaction gas manifold 10 in a plan view.

図2は、図1のA-A断面の一例を示す断面模式図である。図2においては便宜のため単セルを1つのみ示したが、単セルが複数個積層されていてもよい。
図2で示すように、本開示の燃料電池スタックの単セルは、反応ガスマニホールド10付近においては、第1セパレータ20と第2セパレータ22と、第1セパレータ20と第2セパレータ22の間に配置された樹脂フレーム23とを有する。
樹脂フレーム23は、第1接着剤層24と、第2接着剤層25と、当該一対の接着剤層の間に配置されるコア層26の3層構造を有する。
第1セパレータ20は、反応ガス導出入部21の流路となる第1リブ30の両側の付け根部位に当該第1リブ30とは反対方向に凸状の第2リブ31を有する。
これにより、一対のセパレータと樹脂フレーム23との熱圧着時の第1接着剤層24の第1リブ30への流れ込みを抑制することができ、第1接着剤層24の厚みを確保することができる。
第1セパレータ20が反応ガス導出入部21を有する領域において、第2セパレータ22は、反応ガス導出入部21を有さず、第1セパレータ20の反応ガス導出入部21の第1リブ30及び第2リブ31と対向しない領域に、第1リブ30と同じ方向に凸状の第3リブ32を有する。
これにより、一対のセパレータと樹脂フレーム23との熱圧着時の一対の接着剤層の押しつぶしによる接着剤の外部への流れ出しを抑制することができ、一対の接着剤層の厚みを確保することができる。
なお、図2において、第3リブ32は、第2リブ31と対向する領域に配置されていてもよい。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the AA cross section in FIG. Although only one single cell is shown in FIG. 2 for convenience, a plurality of single cells may be stacked.
As shown in FIG. 2, the single cells of the fuel cell stack of the present disclosure are arranged between the first separator 20 and the second separator 22 and between the first separator 20 and the second separator 22 in the vicinity of the reaction gas manifold 10. It has a resin frame 23.
The resin frame 23 has a three-layer structure including a first adhesive layer 24, a second adhesive layer 25, and a core layer 26 disposed between the pair of adhesive layers.
The first separator 20 has second ribs 31 that are convex in the opposite direction to the first ribs 30 at the root portions on both sides of the first ribs 30 that serve as flow paths for the reaction gas introduction/output portions 21 .
Thereby, it is possible to suppress the first adhesive layer 24 from flowing into the first rib 30 during thermocompression bonding between the pair of separators and the resin frame 23, and it is possible to ensure the thickness of the first adhesive layer 24. can.
In the region where the first separator 20 has the reactive gas inlet/outlet part 21, the second separator 22 does not have the reactive gas inlet/outlet part 21, and the first rib 30 and the second rib of the reactive gas inlet/outlet part 21 of the first separator 20 A third rib 32 that is convex in the same direction as the first rib 30 is provided in a region that does not face the third rib 31 .
As a result, it is possible to suppress the adhesive from flowing out to the outside due to crushing of the pair of adhesive layers when the pair of separators and the resin frame 23 are bonded by thermocompression, and it is possible to ensure the thickness of the pair of adhesive layers. can.
Note that in FIG. 2, the third rib 32 may be arranged in a region facing the second rib 31.

図3は、図1のA-A断面の別の一例を示す断面模式図である。図3において図2と同じ構成については同じ符号を用い、その説明は省略する。図3においては便宜のため単セルを1つのみ示したが、単セルが複数個積層されていてもよい。
図3で示すように、第1セパレータ20が反応ガス導出入部21を有する領域において、第2セパレータ22は、反応ガス導出入部21を有さず、第1セパレータ20の反応ガス導出入部21の流路方向と交差する方向(図3においてA-A断面に沿う方向)に、第1リブ30と同じ方向に凸状の第3リブ32を有する。
これにより、一対のセパレータと樹脂フレーム23との熱圧着時の一対の接着剤層の押しつぶしによる接着剤の外部への流れ出しを抑制することができ、一対の接着剤層の厚みを確保することができる。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another example of the AA cross section in FIG. In FIG. 3, the same components as in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and their explanations will be omitted. Although only one single cell is shown in FIG. 3 for convenience, a plurality of single cells may be stacked.
As shown in FIG. 3, in the region where the first separator 20 has the reactive gas inlet/outlet part 21, the second separator 22 does not have the reactive gas inlet/outlet part 21, and the flow of the reactive gas inlet/outlet part 21 of the first separator 20 is It has a third rib 32 that is convex in the same direction as the first rib 30 in a direction intersecting the road direction (direction along the AA cross section in FIG. 3).
As a result, it is possible to suppress the adhesive from flowing out to the outside due to crushing of the pair of adhesive layers when the pair of separators and the resin frame 23 are bonded together by thermocompression, and it is possible to ensure the thickness of the pair of adhesive layers. can.

10 反応ガスマニホールド
11 シールライン
20 第1セパレータ
21 反応ガス導出入部
22 第2セパレータ
23 樹脂フレーム
24 第1接着剤層
25 第2接着剤層
26 コア層
30 第1リブ
31 第2リブ
32 第3リブ
10 Reactive gas manifold 11 Seal line 20 First separator 21 Reactive gas lead-in/outlet section 22 Second separator 23 Resin frame 24 First adhesive layer 25 Second adhesive layer 26 Core layer 30 First rib 31 Second rib 32 Third rib

Claims (1)

一対のセパレータと当該一対のセパレータの間に配置される樹脂フレーム及び膜電極ガス拡散層接合体とを備えた単セルを複数積層したセル積層体を有する燃料電池スタックであって、
前記燃料電池スタックは、反応ガスマニホールドを有し、
前記一対のセパレータは前記膜電極ガス拡散層接合体側の面に反応ガス流路及び当該反応ガス流路と連通し且つ前記反応ガスマニホールドと連通する反応ガス導出入部を有し、
前記一対のセパレータの内の一方の第1セパレータが前記反応ガス導出入部を有する領域には、もう一方の第2セパレータの前記反応ガス導出入部は配置されておらず、
前記樹脂フレームは、一対の接着剤層と、当該一対の接着剤層の間に配置されるコア層の3層構造を有し、
前記反応ガス導出入部が配置される領域において、前記一対のセパレータは、前記樹脂フレームの前記一対の接着剤層により接着され、
前記一対のセパレータは、反応ガス導出入部の流路となる第1リブの両側の付け根部位に当該第1リブとは反対方向に凸状の第2リブを有する、燃料電池スタック。
A fuel cell stack having a cell stack in which a plurality of single cells are stacked, each of which includes a pair of separators, a resin frame disposed between the pair of separators, and a membrane electrode gas diffusion layer assembly,
The fuel cell stack has a reactant gas manifold,
The pair of separators have a reactive gas channel and a reactive gas inlet/outlet communicating with the reactive gas channel and the reactive gas manifold on the surface facing the membrane electrode gas diffusion layer assembly,
In a region where one of the first separators of the pair of separators has the reactive gas inlet/outlet, the reactive gas inlet/outlet of the other second separator is not arranged;
The resin frame has a three-layer structure including a pair of adhesive layers and a core layer disposed between the pair of adhesive layers,
In the region where the reaction gas inlet/outlet is arranged, the pair of separators are bonded by the pair of adhesive layers of the resin frame,
In the fuel cell stack, the pair of separators have second ribs protruding in a direction opposite to the first ribs at the root portions on both sides of the first ribs, which serve as flow paths for the reactant gas introduction/output portions.
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